異性体の数を計算する方法

この時までに、いくつかの化学式と関連する分子構造のある種の表現を見たことがあるでしょう。 たとえば、単純な分子である二酸化炭素（CO2）は、二重結合と呼ばれる結合によって2つの酸素原子に結合された炭素原子として表すことができます：O = C = O。

二酸化炭素は、自然界の多くの化合物と同様に、1つの形または形でしか提供されません。 つまり、Cのような分子式が与えられます₃H₃O₃、あなたはそれをユニークな三次元構造、重要な代謝化合物ピルビン酸のそれと関連付けることができるでしょう。

ただし、一部の式では、複数の空間配置が発生します。 分子式は同じで形状が異なる化合物は異性体と呼ばれ、これらは世界で非常に豊富であるためです。 炭化水素、分子の一種と呼ばれる異性体の数を予測することを学ぶ アルカン 持つことができるのは、これらのトリッキーな化合物について学ぶのに最適な場所です。

異性体には2つの基本的なタイプがあります。 立体異性体 は、空間配置は異なりますが、同じ場所に結合がある異性体です。

これが矛盾しているように聞こえる場合は、鏡像である分子を想像してください。 これらは互いに直接重ね合わせることができないため、異なりますが、それぞれの原子間の結合は対応する場所にあります。 例はアミノ酸の2つの形態です アラニン. これらはD-アラニンとL-アラニンと呼ばれ、大まかに「右」と「左」を意味します。

構造異性体 は、原子の結合順序が異なる異性体です。 立体異性体の場合とは異なり、これは完全に異なる化合物をもたらす可能性があります（ ブタン そして 2-メチルプロパン、どちらも式Cを持っています₄H₁₀）または密接に関連する種（非常に大きなアルカンと小さなアルカンなど） 枝).

分岐異性体 有機分子（つまり、炭素を含む分子）に見られる一種の構造異性体です。 炭素は水素原子に結合するだけでなく、他の炭素原子にも結合できるため、水素原子に隣接する炭素の「鎖」が 鎖は原子が空間内でより自由に動くのに十分な長さで成長し、二次炭素鎖は1つから1つ以上の点に現れることがあります 終わり。 ご想像のとおり、これはこれらの分子の化学的挙動に大きく影響します。

アルカン 単結合で結合された炭素原子と水素原子のみを含む化合物です。 各炭素原子は4つの結合を形成できるため、化石燃料に豊富に含まれるこのクラスの有機化合物内の豊富な異性体への扉が開かれます。

最も単純なアルカンはメタン（CH₄）、続いてエタン（C₂H₆）およびプロパン（C₃H₈). 実際、すべてのアルカンの式はCです。_nH_{2n + 2}.

あなたはすでにそのブタンを見ました（C₄H₁₀）異性体、2-メチルペンタンがあります。 これらはこの分子の唯一の2つの異性体です。 C₅H₁₀一方、Cには3つの異性体があります。₆H₁₄ 9つあります。 アルカンの「鎖異性体の数の式」はなく、その数はすぐに面倒になります（たとえば、デカン、またはC₁₀H₂₂、なんと75の異性体があります）。 代わりに、特定のアルカン式が与えられた場合、それらのいくつかを構築できるはずです。

異性体の組み合わせジェネレーターとして機能し、空間内のそれぞれの物理構造を確認できるプログラムの例については、「参考文献」を参照してください。

異性体がない式を入力しようとすると、プログラムはすぐにnullの結果を返すことに注意してください。 基本的な化学結合の原理を前提として、これらの有望な化合物のいくつかを描画して、生成が不可能な理由を確認することをお勧めします。